Integración de e−itp2+m2√e−itp2+m2e^{-it\sqrt{\mathbf{p}^2 + m^2}} para amplitud QM

Mi pregunta puede ser más sobre matemáticas que sobre física, pero se originó en un contexto de física.

Llevar = C = 1.

Estaba mirando la amplitud de una partícula libre para propagarse desde una posición inicial r 0 a una posición final r , llámalo A ( t ) :

A ( t ) = r | mi i H ^ t | r 0 ,
con H ^ = pag ^ 2 + metro 2 , entonces
A ( t ) = 1 2 π 3 d 3 pag mi i t pag 2 + metro 2 mi i pag ( r r 0 ) .

¿Cómo integras esto?

Y, de manera más general, ¿cómo se integra una función >1 en la que no se pueden separar todas las variables? Es decir, en este caso la integración ha terminado. pag X , pag y y pag z pero el pag 2 está debajo de la raíz cuadrada, por lo que no podemos simplemente separar cada componente e integrarlo...

Por cierto, esta integral es factible, la respuesta aparentemente es la siguiente (¡simplemente no tengo idea de cómo llegar a ella!):

A ( t ) = 1 2 π 2 | r r 0 | d pag pag pecado ( pag | r r 0 | ) mi i t pag 2 + metro 2 .

Respuestas (1)

Primero ve a coordenadas esféricas:

A ( t ) = 1 2 π 3 0 d pag 0 2 π d ϕ 0 π d θ   pag 2 pecado θ mi i t pag 2 + metro 2 mi i pag porque θ | r r 0 | ,
y realizar la integral trivial sobre ϕ . Posteriormente sustituir y = porque θ tal que d y = pecado θ d θ e integrar sobre y :
A ( t ) = 1 π 2 0 d pag   pag 2 mi i t pag 2 + metro 2 1 1 d y mi i pag y | r r 0 | = 1 π 2 0 d pag   pag 2 mi i t pag 2 + metro 2 ( 1 i pag | r r 0 | ) ( mi i pag | r r 0 | mi i pag | r r 0 | ) = 2 π 2 | r r 0 | 0 d pag   pag mi i t pag 2 + metro 2 pecado ( pag | r r 0 | )

EDITAR: Estoy bastante seguro de que mi factor de dos en el numerador es correcto. Tal vez su función inicial A ( t ) se define con el convencional 1 / ( 2 π ) 3 , en lugar de 1 / ( 2 π 3 ) ?

Muchas gracias. Sí, tu factor es correcto, olvidé poner corchetes